数据在内存中的存储
前言
我们知道，创建一个变量就要在内存中开辟一块空间，开辟的这块空间的大小是取决于你数据类型的，变量又可以分为很多类，有整型变量，有浮点型变量，有字符型变量等等，我们今天所要分析的就是整型和浮点型在内存中的存储方式。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一.原码，反码，补码
我们首先来了解一下原码，反码，补码三个概念。他们三个的表示方法有两个共同的地方，就是都是分为符号位和数值位两方面。符号位都是用0来表示正数，1来表示负数。而数值位方面则是各有不同，我们下来一一介绍。
原码就是数字本身的样子，即就是把一个数字分解成32位得到的数值。对于正数而言，这32位都是数值位，而对于负数而言，第一位是符号位1，其余的也不是数值位，这些我们一会会讲到。
反码就是在原码的基础上，符号位不变，其余位全部取反得到的结果。
补码则是在反码的基础之上加1就可以了，负数在计算机中的存储通常是以补码形式存在的。而这也就是为什么负数的原码符号位之后不是数值位的原因。
二、整型数据在内存中的存储
我们知道，数据在计算机中的存储都是由二进制来完成的，对于整型变量来说，一个数字可以被分解为32位，由32个0和1组成，其可以表示的范围在无符号的情况下大概是0~42亿9千万，在有符号的情况下则大概是-21亿~21亿。
需要注意的是，对于正数而言，它的原码，反码，补码都相同；而对于负数而言，它的原码，反码，补码就需要以上面所讲述的形式进行换算，对于整型数据来说，它们在计算机中的存储都是用补码的形式进行存储的。为什么呢？
因为使用补码的话可以将符号位和数值位统一进行处理，由于我们的计算机智能进行加法运算，所以用这种形式来储存数据在计算起来也会非常的方便。我们来举个例子：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 1;
int b = 1;
printf("%d", a - b);
return 0;
}
前面说到计算机是只有加法没有减法的，所以程序中虽然写的是a - b但是在实际的运算中计算机所运算的会是a + (-b)，那么计算机会如何进行计算呢？我们一起来看一下：
首先计算机会拿到1的原码，因为正数的原反补都相同，即此时把1转为：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
其次计算机会拿到-1的原码，但是由于数据在计算机中的存储都是以补码形式存在的，所以这个时候计算机会先拿到其反码在将其转为补码形式，即就是：
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
取反---> 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
取补---> 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
得到了-1的补码之后，将-1的补码与1的补码进行相加操作：
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
+ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
= 10000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
由于int类型只能存储32位，那么现在1的位置处于第33位，舍弃之，最后得到的就是32位0，也就是数字0
三、浮点型数据在内存中的存储
1.思考
我们来看这样一段代码：
int main()
{
int a = 1;
float* p = (float*)&a;//将a强制转换为float类型
printf("%d\n", a);
printf("%f\n", *p);
return 0;
}
此时程序会输出什么？第一行是1，第二行是1.000000吗？我们一个编译执行来看一下：
这是为什么呢？我们下面来慢慢介绍：
2.答疑解惑
根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会)754，任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式：
(-1)^S*M*2^E
其中(-1)^s表示符号位，当S = 0，V为正数；当S = 1，V为负数。
M表示有效数字，这个数字大于等于1且小于2。
2^E表示数位
我们举例来说，比方说十进制的6.0，写成二进制位就是110.0相当于1.10 * 2^2。那么我们根据上面的格式可以得到
S = 0，M = 1.10，E = 2
同样的，十进制中的-6.0，写成二进制位就是-110.0相当于-1.10*2^2，根据上面的格式相可以得到
S = 1， M = 1.10， E = 2
根据IEEE 754的规定：
对于32位的浮点数而言，最高位的为符号位，接着的8位数字是指数位，最后的23位则为有效数字
如图所示，对于双精度浮点数来说，会更为的复杂一点，我们暂时不说。
总结
了解数据的存储方式在我们的学习中有很重要的作用，所以希望大家可以通过我的文章获得些许的帮助。以上就是我今天想分享给大家的内容，希望可以给大家带来帮助，如果有什么错误的地方或者可以改进的地方，欢迎大佬联系我。